Grundlagen der Biodiversität & Systematik: Arten, Evolution

Biodiversität: Grundlagen und Konzepte

1. Was ist Biodiversität?

Biodiversität ist die Gesamtheit der Arten, Ökosysteme und Gene in einer Region.

2. Was sind morphologische Anpassungen?

Morphologische Anpassungen sind anatomische Strukturen, die einem Individuum eine harmonische Beziehung zu seiner Umwelt ermöglichen.

3. Physiologische Anpassungen und ihre Typen

Physiologische Anpassungen sind Veränderungen in den Organfunktionen eines Individuums, die eine bessere Anpassung an die Umwelt ermöglichen. Beispiele hierfür sind die Regulation der Körpertemperatur und die Reifungsprozesse.

4. Was ist konvergente Evolution?

Konvergente Evolution beschreibt den Prozess, bei dem verschiedene Gruppen von Tieren oder Pflanzen ähnliche Strukturen als Reaktion auf ähnliche Umweltbedingungen entwickeln.

5. Was ist adaptive Konvergenz?

Adaptive Konvergenz liegt vor, wenn verschiedene Gruppen von Organismen ähnliche Anpassungsstrategien entwickeln.

6. Was ist Divergenz?

Divergenz tritt auf, wenn Arten innerhalb derselben Tier- oder Pflanzengruppe sich an unterschiedliche Lebensweisen anpassen.

7. Was ist adaptive Radiation?

Adaptive Radiation ist die Entwicklung einer einzigen Stammart, die sich in verschiedene Arten aufspaltet, die sich in ihren Körperteilen oder Merkmalen unterscheiden.

8. Was ist Koevolution?

Koevolution ist ein Evolutionsprozess, der aus der Interaktion zwischen voneinander abhängigen Arten resultiert, wobei spezielle Anpassungen einer Art zu Anpassungen bei der anderen führen.

9. Ebenen der Artenvielfalt

Die Artenvielfalt wird auf drei Ebenen betrachtet: genetische Vielfalt, Artenvielfalt und Ökosystemvielfalt.

10. Was ist genetische Vielfalt?

Genetische Vielfalt ist die Variation der Gene innerhalb einer Art.

11. Was ist Artenvielfalt?

Artenvielfalt ist die Gesamtzahl der Arten, die in einer bestimmten Region vorkommen.

12. Was ist Ökosystemvielfalt?

Ökosystemvielfalt bezieht sich auf die Vielfalt der Lebensräume und Ökosysteme auf der Erde, die eine Diversifizierung des Lebens ermöglicht haben.

13. Was sind ausgestorbene Arten?

Ausgestorbene Arten sind Arten der Flora und Fauna, die vollständig von der Erde verschwunden sind.

14. Was sind vom Aussterben bedrohte Arten?

Vom Aussterben bedrohte Arten sind Arten, deren Populationen stark zurückgegangen sind und die einem hohen Risiko des Aussterbens ausgesetzt sind.

15. Was sind gefährdete Arten?

Gefährdete Arten sind Arten, die mittelfristig einem Risiko des Aussterbens ausgesetzt sind.

16. Was sind seltene Arten?

Seltene Arten sind Arten, die von Natur aus selten vorkommen, sehr empfindlich auf menschliche Präsenz reagieren und dazu neigen, schnell in ihrer Population abzunehmen.

Klassifizierung der Lebewesen: Systematik und Taxonomie

1. Historische Entwicklung der Klassifikationssysteme

Der primitive Mensch begann, Tiere und Pflanzen nach ihrer Nützlichkeit oder Gefahr zu klassifizieren, z.B. als genießbar oder ungenießbar. Im 5. Jahrhundert v. Chr. versuchten Aristoteles und seine Anhänger, die damals bekannten ca. 1000 Arten zu klassifizieren. Sie teilten Lebewesen in "höhere" und "niedrigere" Gruppen ein. Pflanzen wurden beispielsweise in Bäume, Sträucher und Kräuter unterteilt. Zu den von Aristoteles verwendeten Kriterien zur Klassifizierung von Arten gehörten extrinsische Merkmale wie das Vorhandensein oder Fehlen von roten Blutkörperchen sowie intrinsische Merkmale wie die Anzahl der Beine und das Vorhandensein oder Fehlen von Eiern.

Er teilte die Tiere wie folgt ein:

Warmblüter (Wirbeltiere):

• Vierbeiner (z.B. Säugetiere)
• Eier legende Tiere (z.B. Reptilien, Vögel)
• Gefiederte Zweibeiner (Vögel)
• Fische

Kaltblüter/Blutlose Tiere (Wirbellose):

• Kopffüßer
• Krebstiere
• Weichtiere
• Stachelhäuter
• Insekten

Diese Klassifizierung wurde über 1000 Jahre lang verwendet. Im Mittelalter gab es Bücher, sogenannte Bestiarien, die oft falsche Informationen über Tiere enthielten. Im 16. Jahrhundert veröffentlichte Konrad Gesner ein Werk namens Historia Animalium.

2. Binomische Nomenklatur und ihre Merkmale

Die binomische Nomenklatur ist ein Klassifikationssystem, bei dem jeder Art ein zweiteiliger wissenschaftlicher Name zugewiesen wird. Ihre Merkmale sind:

• Die Art wird als grundlegende taxonomische Einheit betrachtet.
• Jede Art erhält einen wissenschaftlichen Namen, der aus zwei lateinischen oder latinisierten griechischen Wörtern besteht: dem Gattungsnamen und dem Art-Epitheton. Der Gattungsname beginnt mit einem Großbuchstaben, das Art-Epitheton mit einem Kleinbuchstaben.
• Sie ermöglicht die Gruppierung von Arten in hierarchische taxonomische Kategorien.
• Es wird eine einheitliche wissenschaftliche Terminologie verwendet.

3. Was ist Systematik?

Systematik ist ein Zweig der Biologie, der die Vielfalt des Lebens auf der Erde, die Artenvielfalt und die phylogenetischen Beziehungen zwischen Organismen untersucht. Sie gilt als eines der umfassendsten Studienfelder in der Biologie.

4. Hierarchische Klassifikation der Lebewesen

Die Klassifikation der Lebewesen erfolgt hierarchisch: Eng verwandte Arten werden in Gattungen zusammengefasst, Gattungen in Familien, Familien in Ordnungen, Ordnungen in Klassen, Klassen in Stämme und Stämme in Reiche.

5. Moderne Systematik: Entwicklung der Reiche

Der deutsche Biologe Ernst Haeckel schlug ursprünglich drei Reiche vor: Tiere, Pflanzen und Protisten. 1969 schlug Robert H. Whittaker die Einteilung in fünf Reiche vor: Monera, Protista, Fungi, Plantae und Animalia. Dank der Fortschritte in Biochemie, Genetik und Molekularbiologie wurde in jüngster Zeit die Existenz von sieben Reichen vorgeschlagen: zwei Prokaryoten (Archaea und Bacteria) und fünf Eukaryoten (Protozoa, Chromista, Plantae, Fungi und Animalia). Es gibt auch Überlegungen, Rotalgen und Grünalgen als separate Reiche zu klassifizieren, da sie nicht eindeutig den Chromista oder Plantae zugeordnet werden können.

6. Überblick über die Reiche und ihre Unterteilungen

Archaea (Archaebakterien):

• Extreme Halophile
• Methanogene
• Thermoacidophile

Bacteria (Eubakterien):

• Heterotrophe
• Autotrophe
• Chemotrophe

Protozoa (Protozoen):

• Archamoebae
• Diplomonadida
• Kinetoplastida
• Euglenozoa

Chromista (Chromisten):

• Oomycota
• Bacillariophyta
• Chrysophyta
• Xanthophyta
• Phaeophyta

Rotalgen und Grünalgen:

• Rhodophyta (Rotalgen)
• Chlorophyta (Grünalgen)

Fungi (Pilze):

• Chytridiomycota
• Zygomycota
• Basidiomycota
• Deuteromycota
• Ascomycota

Plantae (Pflanzen):

1. Nicht-Gefäßpflanzen:
   • Bryophyta (Moose)
   • Hepatophyta (Lebermoose)
   • Anthocerotophyta (Hornmoose)
2. Gefäßpflanzen:
   • Samenlose Gefäßpflanzen:
     • Psilophyta
     • Lycopodiophyta
     • Equisetophyta (Schachtelhalme)
     • Pteridophyta (Farne)
   • Samenpflanzen:
     • Gymnospermen (Nacktsamer):
       • Coniferophyta (Nadelbäume)
       • Cycadophyta (Palmfarne)
       • Gnetophyta
     • Angiospermen (Bedecktsamer):
       • Magnoliophyta (Blütenpflanzen)

Animalia (Tiere):

Die Tiere werden grob in Wirbellose und Wirbeltiere unterteilt.

Wirbellose:

• Stamm Rotifera (Rädertierchen)
• Stamm Porifera (Schwämme)
• Stamm Cnidaria (Nesseltiere)
• Stamm Platyhelminthes (Plattwürmer)
• Stamm Nematoda (Fadenwürmer)
• Stamm Annelida (Ringelwürmer)
• Stamm Mollusca (Weichtiere)
• Stamm Arthropoda (Gliederfüßer)
• Stamm Echinodermata (Stachelhäuter)

Wirbeltiere (Unterstamm Chordata):

Der Unterstamm Chordata wird in drei Unterstämme unterteilt:

• Unterstamm Urochordata (Manteltiere)
• Unterstamm Cephalochordata (Lanzettfischchen)
• Unterstamm Vertebrata (Wirbeltiere)

Der Unterstamm Vertebrata ist wiederum in sieben Klassen unterteilt:

• Klasse Agnatha (Kieferlose)
• Klasse Chondrichthyes (Knorpelfische)
• Klasse Osteichthyes (Knochenfische)
• Klasse Amphibia (Amphibien)
• Klasse Reptilia (Reptilien)
• Klasse Aves (Vögel)
• Klasse Mammalia (Säugetiere)